解答题在正方体ABCD-A1B1C1D1中,O是AC的中点,E是线段D1O上一点,且D1E=λEO.
(1)若λ=1,求异面直线DE与CD1所成角的余弦值;
(2)若平面CDE⊥平面CD1O,求λ的值.
网友回答
解(1)不妨设正方体的棱长为1,以
为单位正交基底建立如图所示的空间直角坐标系D-xyz.
则A(1,0,0),,C(0,1,0),D1(0,0,1),
E,
于是,.
由cos==.
所以异面直线AE与CD1所成角的余弦值为.(5分)
(2)设平面CD1O的向量为m=(x1,y1,z1),由m?=0,m?=0
得取x1=1,得y1=z1=1,即m=(1,1,1).(7分)
由D1E=λEO,则E,=.
又设平面CDE的法向量为n=(x2,y2,z2),由n?=0,n?=0.
得取x2=2,得z2=-λ,即n=(-2,0,λ).
因为平面CDE⊥平面CD1F,所以m?n=0,得λ=2.(10分)解析分析:本题背景是一个正方体,故可以建立空间坐标系解题,以以为单位正交基底建立如图所示的空间直角坐标系D-xyz,写出各点的坐标,(1)求出异面直线DE与CD1的方向向量用数量积公式两线夹角的余弦值(或补角的余弦值)(2)求出两个平面的法向量,由于两个平面垂直,故它们的法向量的内积为0,由此方程求参数λ的值即可.点评:本题查了异面直线所成的角以及两个平面垂直的问题,本题采用向量法来研究线线,面面的问题,这是空间向量的一个重要运用,大大降低了求解立体几何问题的难度.